基于“雙創”人才培養的植物學開放性實驗設計與實踐

黃文娟　劉艷萍　張玲　邱愛軍　李志軍

摘要：本文以“雙創”教育為目標進行了植物學開放性實驗的設計和實踐。開放性實驗項目體系包括植物形態解剖和植物系統分類兩個部分，共5個實驗項目。開放性實驗項目的考核成績由實驗過程中的表現、實驗報告的撰寫及實驗的總結匯報三部分組成，分別占總成績的20%、60%和20%。開放性實驗的實踐效果良好，能夠在很大程度上激發學生的學習興趣，提高學生的綜合能力。

關鍵詞：雙創；植物學；開放性實驗

中圖分類號：G642.423 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0278-03

一、前言

自教育部提出“把創新創業教育貫穿人才培養全過程”以來，“雙創”已成為評價高校人才培養質量的重要指標。如何將“雙創教育”融入人才培養體系，已成為高校人才培養不得不直面的問題[1]。植物學作為高校生物類和植物生產類專業必修的專業基礎課程，具有很強的實踐性，是培養學生實踐能力、科研思維和綜合素質的重要環節，也是激發學生學習興趣，培養學生積極性、主動性和求知欲的重要途徑[2]，更是開展“雙創教育”不可忽視的重要抓手。傳統的植物學實驗教學以驗證性實驗為主，綜合性和創新性實驗的比例很小，且學時有限，往往僅集中于課堂實驗教學的2—4小時內完成，很難真正挖掘出學生的潛能，培養學生的學習興趣，更無法滿足新時期對高校人才培養質量的要求[3，4]。因此，以“雙創教育”為目標，設計一些開放性實驗項目，供學生在課堂以外的時間進行實驗實訓，就顯得非常必要。這既能彌補實驗課堂教學學時的不足，又能真正培養學生，提高學生的綜合素質。目前，已有高校在積極探索開展以“雙創”為目標的綜合性、設計性實驗項目[5，6]，如柳文媛等設計開展了“蘭索拉唑的合成、質量檢驗和體內分析的綜合實驗”。結果顯示，綜合性實驗有利于培養學生的藥物研發思維以及對實驗技術的綜合運用能力，是“雙創”教育背景下提高學生藥學專業技能及創新實踐能力的有益嘗試。本文以塔里木大學為例，將植物學課程的開放性實驗項目設計與實踐效果進行總結，旨在與同行進行交流和探討。

二、開放性實驗項目的設計與實踐

1.開放性實驗項目的設計思路。首先，植物學課程是一門系統性學科，各章節的知識點間存在緊密的聯系。在開放性實驗項目的設計中，既要體現出綜合性和設計性，也要體現出系統性和完整性，實驗項目體系要能夠涵蓋植物學包括植物形態解剖學和植物分類學在內的完整理論體系。其次，開放性實驗項目的設計要保證在實驗實施的過程中能夠全方位培養學生對理論知識的運用能力，以及發現問題和解決問題的能力。再次，實驗項目的設計要能體現學生的自主性和創造性，需要學生在實施的過程中自主查閱文獻，自主選擇實驗材料和實驗方法，自主安排實驗進度，在教師的指導下自主完成實驗，并能有效激發學生的創新性和創造力。

2.開放性實驗項目的開設環境。開放性實驗項目均在課堂教學以外的時間進行。所有開放性實驗項目的開設地點均在塔里木大學開放式運行的生物學校級實驗教學示范中心進行，中心的植物學實驗室、數碼顯微互動實驗室和綜合創新開放實驗室可為所有開放性實驗項目的實施提供所需的儀器設備，每個實驗項目均有植物學專業的教師進行指導。學生根據個人興趣愛好，4—6人自由組合為一個小組，然后以小組為單位選擇1—2個開放性實驗項目，在中心實驗室開放的時段內到實驗室完成相關實驗內容。

3.開放性實驗項目的體系及內容。開放性實驗項目體系包括植物形態解剖學、植物系統分類學2個部分，共5個實驗項目（見下頁圖1）。

植物形態解剖部分包括“植物顯微制片技術及營養器官解剖結構比較觀察”、“不同條件下種子萌發及幼苗生長發育規律的觀察”、“花、果實和種子微形態的觀察、拍攝、描述和聚類”等3個實驗項目。通過該部分實驗項目，使學生能夠學會觀察植物外部形態和內部解剖結構的基本技術和方法；掌握植物種子萌發和幼苗生長發育的基本規律，學會分析生長發育與環境因子的關系。植物系統分類部分包括“校園植物種類調查及檢索表的編制”和“校園植物形態特征拍攝及統計分析”2個實驗項目。通過該部分實驗，使學生能夠學會植物形態分類的方法，學會利用形態術語描述植物特征，并能夠將所有形態特征進行對比和統計分析，進一步編制出植物分類的檢索表。

4.開放實驗考核方式。實驗考核方式要能夠綜合反映學生方方面面的實踐能力。開放性實驗項目的考核成績由三部分組成。第一部分為實驗過程中的態度、團結協作、實驗操作及發現問題、解決問題的能力等，本部分主要考查學生對待實驗的態度是否積極主動認真，是否能夠與小組同學互助協作；實驗過程中，操作技巧是否準確嫻熟，是否善于發現問題和提出問題，對于出現的問題是否善于動腦思考并提出解決的方法等，占比20%。第二部分為小組PPT匯報情況，本部分主要考查學生對本組實驗的研究結果是否熟知并能準確而條理清晰地向聽眾進行展示，同時也考查PPT的制作和運用水平，占比20%。第三部分為實驗的完成和實驗報告的撰寫情況，主要考查學生對開放實驗研究內容的完成、研究方案的設計及研究結果的分析的論述等方面，占比60%。此種考核方式能較為全面地反映學生的綜合實踐能力。

5.開放性實驗項目的實施效果。通過實踐發現，開放性實驗項目的開設對增強學生的學習興趣、提高動手能力和解決問題能力、增強創新意識及自主學習能力有著積極的效果[7]。以“植物顯微制片技術及營養器官解剖結構比較觀察”實驗項目為例闡述如下。植物顯微制片技術和方法多樣，不同的材料和觀察目的可以選用不同的制片方法。營養器官在植物體中執行一定的功能，與之相適應形成特殊的解剖結構特征，不僅同一植物的不同營養器官存在差異，不同植物的同一營養器官同樣存在差異。為了使學生掌握各種植物顯微制片技術并能針對不同材料選擇不同的制片方法，掌握植物不同器官的解剖結構特點，并會分析和比較植物器官的差異，加深學生對結構—功能間的協調統一性的認識[8]，我們設計了“植物顯微制片技術及營養器官解剖結構比較觀察”的開放性實驗項目。該實驗項目在實施過程中，首先需要學生根據個人興趣愛好自主選擇實驗材料，可以選擇同一植物的不同營養器官，也可以選擇不同植物的同一營養器官；其次，學生根據材料特點在自主查閱文獻的基礎上，自主選擇徒手切片、石蠟切片或冷凍切片的制片方法；最后，在制片完成后自主進行顯微觀察，對結構的異同進行定性的比較分析，也可進一步采集顯微結構圖像，對各結構指標進行測定后進行定量的比較分析，還可進一步分析結構與環境的關系。通過這一實驗項目，可以多方面培養學生的綜合能力。一方面，由學生自主完成實驗方案的設計，實驗選擇從哪個角度進行，進行到哪一個深度，完全由學生自主選擇和設計，這就在很大程度上可以激發學生在實驗過程中的積極性和主動性；另一方面，學生遇到問題后需要結合學到的理論知識，在查閱文獻資料的基礎上，自己動腦思考并與小組成員討論解決問題的方法，不僅可以提高解決問題的能力，也能加強學生間的團結協作能力。此外，由于實驗內容涉及根、莖、葉3個不同章節的內容，如果進行到一定深度還會涉及生態學方面的內容，這就要求學生對知識要有整體性和系統性的掌握，不能僅停留在對某一或某幾個獨立的知識點的掌握，必須以辯證的觀點認識到知識點間的聯系，增強學生綜合分析問題的能力，加深他們對知識的理解和掌握。

三、結語

從實踐來看，開放性實驗項目的開設可以增強學生的學習興趣，提高學生的實踐能力和分析問題、解決問題及自主學習的能力，加強他們的創新意識，對學生綜合素質的培養起著積極的作用。但也存在一定的問題，突出反映在以下兩個方面。第一，目前我校植物學開放性實驗的開設尚屬于試驗階段，僅在少數班級中進行，雖然實踐結果顯示對學生綜合能力的培養有較大的促進作用，但學生也反映這樣的教學方式讓他們花費更多的時間和精力去完成實驗，存在個別學生有一定消極情緒的情況。另外，在指導學生進行開放實驗的過程中，往往需要指導教師犧牲正常的休息時間，而這部分工作尚屬于純粹性的義務勞動，導致部分指導教師不太愿意承擔指導任務，這就需要指導教師有正確的認識，積極爭取學院和學校的政策支持。第二，開放性實驗項目的數量有限，綜合性和設計性還有待進一步加強，需要與學生雙創素質的培養緊密地結合。

參考文獻：

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